Cutin-, Suberin- und Ligninsignatur als Biomarker forstlicher Nutzbaumarten in Böden
Final Report Abstract
In der vorliegenden Studie wurden in nahe beieinander liegenden Beständen auf vergleichbaren Standorten, die rezent mit vier unterschiedlichen Baumarten (Fichte, Buche, Eiche, Douglasie) bestockt sind, jedoch zuvor alle mit Fichte bestockt waren, Proben von Nadeln bzw. Blättern und Wurzeln der Bäume sowie der Ober- und Unterböden genommen. An den Pflanzen- und Bodenproben sowie verschiedenen Dichtefraktionen des Mineralbodens wurden mittels CuO-Oxidation bzw. Verseifung und nachfolgender GC/MS-Analyse verschiedenartige Lignin-Phenole und aliphatische Cutin- bzw. Suberinmonomere bestimmt, um deren Verwendbarkeit als Biomarker zur Identifikation der maßgeblichen humusbildenden Baumarten und zum Nachweis von Bestockungswechseln zu prüfen. Die wichtigsten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. Der vor relativ kurzer Zeit gebildete Humus der leichten C-Fraktionen unterscheidet sich hinsichtlich seiner Tiefenstufenverteilung an Suberin und Cutin signifikant in Abhängigkeit von der aufstockenden Baumart. 2. Der Humus der rezenten, leichten C-Fraktionen der Versuchsflächen unterscheidet sich auch hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung des Suberins und Cutins. Aufgrund baumartenspezifischer Suberin- und im Oberboden auch Cutinmarker lassen sich die rezenten Humusfraktionen der jeweils aufstockenden Baumart zuordnen. 3. Die in stabileren Aggregaten identifizierten Cutin- und Suberinsignaturen der okkludierten leichten Fraktion (mittleres 14C Alter 90 bis zu 320 Jahre vor heute) eignen sich zum Nachweis von Bestockungs- bzw. Landnutzungswechseln. Dies ist insbesondere bei Fraktionen des Unterbodens der Fall. 4. Im Gegensatz dazu konnten die aliphatischen Monomere der schweren Fraktion meist nicht mehr eindeutig einer Baumart zugeordnet werden. Bei den identifizierten Monomeren in dieser Fraktion handelte es sich überwiegend um Cutin- und Suberinabbauprodukte und aliphatische Verbindungen mikrobiellen Ursprungs.
Publications
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(2010). Lignin phenols and cutin- and suberin-derived aliphatic monomers as biomarkers for stand history, SOM source, and turnover. Goldschmidt 2010: Earth, Energy, and the Environment, 13.06. – 18.06. 2010, Knoxville, USA. Geochimica et Cosmochimica Acta, Volume 74, Issue 12, Supplement 1, A983
Spielvogel, S., Prietzel, J. und Kögel-Knabner, I.
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(2010). Lignin-, cutinand suberin-monomers as biomarkers for stand history, SOM source and turnover. World Congress of Soil Science 01.08 – 06.08. 2010, Brisbane, Australie
Spielvogel, S., Prietzel, J. und Kögel-Knabner, I.
